Лекция 5 Система осязания. Функциональная связь органов осязания. Физиология органов чувств

Рассматриваемые вопросы:

1. Органы зрения.

2. Органы слуха и равновесия.

3. Органы вкуса.

4. Органы обоняния.

Органы чувств, или сенсорные органы (от лат. sensus – восприятие, чувство, ощущение), - высокоспециализированные органы, приспособленные к восприятию различных раздражений из внешней или внутренней среды. Органы чувств являются периферическими аппаратами более сложных образований – сенсорных систем. Термин «сенсорная система» аналогичен термину «анализатор», под которым понимается совокупность чувствительных нервных образований, воспринимающих и анализирующих внешние и внутренние раздражения.

В сенсорном анализе принимают участие различные структуры мозга – специфические, неспецифические и ассоциативные. Высшим отделом сенсорных систем являются ассоциативные корковые поля.

Изучение физиологии сенсорных систем позволяет найти ответ на вопрос: как функционируют органы чувств животных, и каким образом эти функции осуществляются, включая формирование ощущений и восприятий.

Начальным звеном любой сенсорной системы являются рецепторные аппараты, преобразующие энергию раздражителя в электрохимический потенциал. Информация о раздражителе кодируется в виде импульсов различной амплитуды и частоты. Затем она поступает в сенсорные структуры центральной нервной системы, где декодируется и подвергается анализу.

С физической точки зрения генерируемые потенциалы одинаковы для всех сенсорных свойств. Качество информации и характер возникающих ощущений зависят от специфичности рецепторов и от того, в какой сенсорной области мозга заканчиваются чувствительные нервы.

Органы чувств – единственный путь поступления в организм информации о внешнем мире, а мозг – орган, обеспечивающий её точное восприятие.

Рецепторные аппараты как периферические звенья сенсорных систем можно разделить на две основные группы: соматосенсорные рецепторы, сигнализирующие о состоянии тела (кожные рецепторы, проприорецепторы, ионирецепторы), и специальные сенсорные рецепторы, или рецепторы органов чувств (зрительные, слуховые, вкусовые, обонятельные). О состоянии внешней среды сигнализируют специальные рецепторы, расположены они в области головы животного и иннервируются только черепно-мозговыми нервами.

Помимо специфических рецепторов, органы чувств включают проводящие пути и защитные приспособления.

Функциональная характеристика любого органа чувств определяется его модальностью, т.е. качеством и интенсивностью вызываемых сенсорных ощущений.

Органы зрения

С помощью органов зрения (глаз) животное способно различать яркость, цвет, величину и форму предметов – неподвижных, движущихся или определённым образом расположенных в пространстве.

Строение глаза. Глаз высших животных построен по типу фотокамеры. Впереди у него имеется отверстие для прохождения света (зрачок), сзади светочувствительная поверхность. Лучи света, попавшие в глаз, проходят через оптическую систему, позволяющую создать на светочувствительной поверхности отчётливое изображение.

Оптическая система, где происходит преломление лучей света, состоит из роговицы, жидкости передней камеры глаза, хрусталика и сте6кловидного тела. Светочувствительной поверхностью служит сетчатка – рецепторный аппарат глаза. Возбуждение, возникшее в сетчатке, по зрительным нервам направляется в головной мозг. Светопреломляющий и светочувствительный аппараты находятся в глазном яблоке. Стенка глазного яблока состоит из трёх оболочек, образующих капсулу глазного яблока. Внутри его находится прозрачное студенистое вещество – стекловидное тело.

Наружная белковая оболочка (склера) спереди прозрачна. Это роговица глаза. Под белковой оболочкой лежит сосудистая оболочка, она переходит в реснитчатое тело, в котором находится ресничная мышца. Самый передний отдел этой оболочки – пигментная радужная оболочка – кольцо, образованное непрозрачной тканью мышц. Пространство между роговицей и радужной оболочкой составляет переднюю камеру глаза. Позади радужной оболочки находится хрусталик, заключённый в прозрачную капсулу, которая прикреплена к ресничному телу при помощи цинниевых связок. Третья, внутренняя оболочка глаза, - сетчатка.

Зрачок представляет собой отверстие в пигментной радужной оболочке. У приматов он круглой формы, у лошадей, жвачных – овальной, у кошек – щелевидной. Он суживается при сокращении круговой мышцы, находящейся в радужной оболочке, и расширяется при её расслаблении; этому помогают и радиальные мышцы, находящиеся там же. Круговая мышца иннервируется парасимпатическими волокнами глазодвигательного нерва, радиальные мышечные волокна – симпатическими волокнами, идущими от переднего шейного ганглия. На свету зрачок суживается, в темноте – расширяется. При эмоциональном возбуждении (гневе, страхе, ярости) зрачок под действием адреналина расширяется.

Внутренняя поверхность глазного яблока, выстланная сетчаткой, называется глазным дном.

Особенности зрения у домашних животных. Острота зрения определяется наименьшим расстоянием между двумя предметами, при котором они ещё воспринимаются раздельно. У сельскохозяйственных животных острота зрения достаточно высока, хотя они более легко воспринимают пространственные, чем зрительные, различия предметов.

Птицы, особенно хищные, обладают очень высокой остротой зрения, что обусловлено большей плотностью колбочек в сетчатке (в 8 раз выше, чем у млекопитающих) и наличием обширной центральной ямки, где отсутствуют палочки. Они способны также воспринимать большее число отдельных зрительных раздражений в секунду.

Большинство сельскохозяйственных животных имеют боковое положение глаз. Поэтому общая область обзора у них больше, чем у животных с глазными осями, направленными вперёд, например кошек.

Лошади и крупный рогатый скот способны различать красный, зелёный, синий и жёлтый цвета; по-видимому, это относится и к свиньям.

У некоторых видов животных (коров, лошадей, особенно кошек) наблюдается свечение глаз в темноте. Это обусловлено наличием особой отражательной перепонки (тапетум), лежащей на дне глаза, вперёд сосудистой оболочки.

Органы слуха и равновесия

Слухом называется способность организма животных воспринимать звуки. Звук же представляет собой процесс распространения энергии в какой-либо недвижущейся среде, он имеет волновой характер. Скорость движения волн – это скорость звука; число волн, проходящих в секунду через данную точку пространства – частота звуковых колебаний; расстояние между двумя соседними вершинами волн – длина волны; расстояние от пика волны до средней линии – интенсивность, или громкость звука.

Восприятию этих звуковых характеристик служит специальный орган слуха, который имеет индивидуальную (видовую) чувствительность к частоте и громкости звука. Орган слуха воспринимает также направление звука и степень отдалённости его источника.

Функции слухового аппарата. Ухо животного состоит из двух отделов: проводящего и воспринимающего звук. К проводящему отделу относятся наружное и среднее ухо, к воспринимающему – внутреннее ухо.

Наружное ухо – это ушная раковина и наружный слуховой проход. Ушная раковина помогает в определении направления звука; при помощи сокращения мышц животное настораживает уши и направляет их в сторону звука. Особенно подвижные ушные раковины имеют олени, ослы, лошади, козы. Из наружного слухового прохода звуковые волны проходят в среднее ухо (барабанную полость), состоящее из барабанной перепонки и слуховых косточек. Среднее ухо представляет устройство, где происходит передача звука из среды малой плотности (воздуха) в среду более плотную (жидкость внутреннего уха).

Внутреннее ухо, с которым связан вестибулярный аппарат, расположено за барабанной полостью, внутри каменистой части височной кости, и состоит из костного и перепончатого лабиринта. Лабиринт делится на три сообщающееся между собой полости: преддверие, полукружные каналы и улитку. Воспринимающее слух устройство расположено в улитке.

Улитка имеет вид извитого канала с разным числом завитков (у лошади – 2, крупного рогатого скота – 3, 5, свиней - 4).

Функции вестибулярного аппарата. Лабиринт подразделяется на 3 связанные между собой части: преддверие, полукружные каналы и улитку. Преддверие и полукружные каналы служат не для восприятия звуковых колебаний, а для сохранения равновесия. Вместе они образуют вестибулярный аппарат. Рецепторы вестибулярного аппарата раздражаются при изменении положения тела и головы в пространстве.

Разрушение вестибулярного аппарата ведёт к нарушению устойчивого положения тела, влечёт за собой неправильную походку, частые падения и шатание. Однако эти расстройства могут со временем компенсироваться за счёт деятельности других органов чувств, главным образом органов зрения.

Органы вкуса

Вкусом называется ощущение, возникающее у животного при воздействии различных растворимых веществ на слизистую оболочку полости рта.

Органами, непосредственно воспринимающими вкусовые (химические) раздражения, являются вкусовые луковицы (почки). Нервные импульсы, возникшие в рецепторах вкуса, передаются по проводникам (вкусовому, языкоглоточному, блуждающему нервам) в центральные структуры, расположенные в продолговатом, промежуточном мозгу и коре больших полушарий.

Вкусовые луковицы располагаются в основном на сосочках языка. Больше всего их на кончике, краях и задней части языка. Имеются они также на задней стенке глотки, в мягком нёбе, надгортаннике. Количество луковиц в полости рта зависит от способа питания животного.

На каждом сосочке в его апикальном конце расположено до 100 вкусовых луковиц, образованных двумя типами клеток – опорными и рецепторными. Рецепторные клетки имеют волоски – микроворсинки, выступающие во вкусовую пору.

Сельскохозяйственные животные – жвачные, лошади, свиньи – хорошо различают все четыре основных вкуса, однако отдают явное (по-видимому, врождённое) предпочтение определённым вкусовым ощущениям. Так, свиньи предпочитают сладкое, крупный рогатый скот и особенно лошади – солёное. У домашних птиц чувство вкуса вообще развито слабо, и в значительной мере заменено осязанием. Птица индифферентна к сладкому и горькому, отвергает гипертонические солевые растворы.

Органы обоняния

Обонянием называют способность животных ощущать запахи. Орган обоняния находится в обонятельной области носоглотки и развит у животных значительно сильнее, чем у человека.

Обонятельная область расположена сзади от верхних носовых раковин и несколько в стороне от главного дыхательного потока воздуха, поэтому только вихревые движения могут проникать в обонятельную область, чему помогают короткие вдыхания (принюхивание).

Рецепторы обоняния сосредоточены в области верхних носовых ходов. Они находятся между цилиндрическими опорными клетками. На поверхности обонятельных клеток имеются реснички, которые погружены в слой слизи, покрывающий эпителий. Обонятельные рецепторы являются специализированным аппаратом, который возбуждается за счёт каких-то свойств молекул пахучих веществ. Рецепторы обоняния очень чувствительны. Так, для получения ощущения запаха достаточно, чтобы было возбуждено всего 40 рецепторных клеток, причём на каждую из них должна действовать лишь одна молекула пахучего вещества.

У обонятельных рецепторов наиболее выражена способность к адаптации, за счёт которой снижается их чувствительность к действию пахучих веществ. Ощущение запаха при одной и той же концентрации пахучего вещества в воздухе возникает лишь в первый момент его действия на обонятельные клетки; в дальнейшем ощущение запаха ослабевает. Вместе с тем адаптация проявляется только по отношению к конкретному запаху и может не распространяться на другие пахучие вещества.

Количество слизи в полости носа также влияет на возбудимость обонятельных рецепторов. При повышенном выделении слизи, например при рините, снижается чувствительность рецепторов обоняния к пахучим веществам.

Обонятельные рецепторы представляют собой чувствительные нейроны, аксоны которых образуют обонятельный нерв.

Волокна обонятельного нерва заканчиваются в обонятельной луковице. Аксоны нейронов луковицы образуют два пути – латеральный и медиальный, которые направляются к образованиям лимбической системы, включая гиппокамп, лобную и височную доли коры. Сигналы от органов обоняния поступают также в таламус, гипоталамус, ретикулярную формацию. Возникающие в высших отделах мозга обонятельные ощущения участвуют в формировании стадного, пищевого и полового поведения сельскохозяйственных животных.

Контрольные вопросы:

1. Органы чувств

2. Особенности зрения у домашних животных.

3. Органы слуха и равновесия

4. Функции вестибулярного аппарата

5. Органы вкуса

6. Органы обоняния